DE60023395T2 - Verfahren zur Bearbeitung von Halbleitern - Google Patents

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    • Y02P90/80—Management or planning

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Techniken zur Verarbeitung von Halbleiterwafern.
  • Eine Halbleitervorrichtung, beispielsweise eine IC (integrated circuit = integrierte Schaltung) hat im Allgemeinen elektronische Schaltungselemente, beispielsweise Transistoren, Dioden und Widerstände, die einstückig auf einem einzigen Körper aus Halbleitermaterial hergestellt werden. Die verschiedenen Schaltungselemente sind durch leitfähige Verbinder verbunden, um eine komplette Schaltung zu bilden, die Millionen von einzelnen Schaltungselementen enthalten kann. Integrierte Schaltungen werden typischerweise aus Halbleiterwafern in einem Verfahren hergestellt, das aus einer Sequenz von Verfahrensschritten besteht. Dieses Verfahren, das gewöhnlich als Waferherstellung oder Waferfabrikation bezeichnet wird, umfasst solche Arbeitsgänge wie Oxidation, Vorbereitung von Ätzmasken, Ätzen, Materialabscheidung, Planarisation und Reinigung.
  • Eine Zusammenfassung für ein Waferfabrikationsverfahren 40 für Aluminium-Gate-PMOS (p-Kanalmetalloxidhalbleitertransistor) ist schematisch in 1 gezeigt, wobei die hauptsächlichen Verarbeitungsschritte 41 bis 73 gezeigt sind, die beschrieben sind in W. R. Runyan et al., Semiconductor Integrated Circuit Processing Technology, Addison-Wesley Publ. Comp. Inc., Seite 48, 1994. Jeder dieser hauptsächlichen Bearbeitungsschritte umfasst typischerweise mehrere Unterschritte. Beispielsweise ist ein hauptsächlicher Verarbeitungsschritt, beispielsweise die Metallisierung, um eine Aluminiumschicht mit Hilfe einer Sputter-Abscheidung in einer Waferfabrikationskammer zu erhalten, in dem US-Patent Nr. 5,108,570 (R. C. Wang, 1992) offenbart. Dieses Sputter-Abscheidungsverfahren ist schematisch in Unterschritten 81 bis 87 des Verfahrens 80 gezeigt, siehe 2.
  • Die 1 und 2 zeigen sequentielle Waferfabrikationsverfahren. Es ist auch bekannt, Waferfabrikations-Untersysteme zu verwenden, die parallele Verarbeitungsschritte liefern. Solche Untersysteme umfassen typischerweise eines oder mehrerer Cluster-Werkzeuge. Ein Cluster-Werkzeug, wie es hier definiert ist, umfasst ein System von Kammern und Wafer-Handhabungsausrüstung, worin Wafer in den Cluster-Werkzeugkammern verarbeitet werden, ohne eine kontrollierte Cluster-Werkzeug-Umgebung, beispielsweise Vakuum, zu verlassen. Ein Beispiel eines Cluster-Werkzeugs ist in dem US-Patent 5,236,868 (J. Nulman, 1993) offenbart, bei dem eine Vakuumvorrichtung mit einer zentralen Kammer und vier Verarbeitungskammern verwendet wird. Ein Wafer-Handhabungsroboter in der zentralen Kammer hat Zugriff auf das Innere von jeder der Verarbeitungskammern, um Wafer von der zentralen Kammer in jede der Kammern zu transferieren, während die Wafer in einer Vakuumumgebung gehalten werden. In einem Beispiel werden Wafer in dem '868-Cluster als erstes zur Verarbeitung in eine Reinigungskammer transferiert, sodann in eine PVD (physical vapor deposition = physikalische Abscheidung aus der Dampfphase)-Kammer, gefolgt von einem Transfer in eine Temperkammer und daraufhin in eine Entgasungskammer transferiert, wodurch ein sequentielles Verfahren benutzt wird. Es ist auch bekannt, Cluster-Werkzeuge wie die, die in dem '868-Patent offenbart sind, zu verwenden, um Wafer in Kammern zu verarbeiten, die parallel genutzt werden. Wenn beispielsweise ein langsamer Verarbeitungsschritt von einem schnellen Verarbeitungsschritt gefolgt wird, können drei Kammern parallel für den langsamen Prozess verwendet werden, während die vierte Kammer für den schnellen Prozess verwendet wird.
  • Es ist dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt, dass einer oder mehrerer Verfahrensparameter eines typischen Waferfabrikationsverfahrenschritts in einem verhältnismäßig engen Bereich gesteuert werden muss bzw. müssen, um ein Produkt zu erhalten, das die gewünschten Charakteristiken hat. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 5,754,297 (J. Nulman, 1998) ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Abscheidungsrate während einer Waferfabrikations-Metallfilmabscheidung, beispielsweise beim Sputtern. Das '297-Patent lehrt, dass die Metallabscheidungsrate mit zunehmendem Alter des Sputtertargets abfällt, wenn das Eingangsleistungsniveau beim Sputtern auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Als Konsequenz können kritische Verfahrenscharakteristiken, beispielsweise die Metallabscheidungsrate, von einem Durchgang zum nächsten bei einer vorgegebenen Waferfabrikations-Verfahrenskammer derart variieren können, dass die Ausbeute und die Qualität der in dieser Kammer verarbeiteten Vorrichtungen beeinflusst wird. Wie in dem '297-Patent offenbart ist, kann das Abscheidungssystem leichter nahe bei den erwünschten Niveaus gehalten werden, wenn Verfahrensvariablen, beispielsweise die an die Sputterquelle zugeführte Energie, in Antwort auf beobachtete Schwankungen in den Verarbeitungscharakteristiken der Metallabscheidung eingestellt werden. Dies erfordert eine in-situ-Messung der Verarbeitungscharakteristiken, wobei beispielsweise ein Abscheidungsratenmonitor, basierend auf der optischen Dämpfung von Licht, das durch die Abscheidungsumgebung hindurchtritt, verwendet werden, wodurch die Rate detektiert wird, mit der Material von der Abscheidungsquelle zu dem Abscheidungssubstrat fließt, wie vollständiger in dem '297-Patent beschrieben ist.
  • Fortschritte bei Halbleitermaterialien, bei Verarbeitungs- und Testtechniken haben dazu geführt, dass die Gesamtgröße von IC-Schaltungselementen reduziert wurde, während ihre Anzahl auf einem einzigen Körper zunahm. Dies erfordert ein hohes Maß an Produkt- und Prozesskontrolle für jeden Verarbeitungsschritt und für Kombinationen oder Sequenzen von Verarbeitungsschritten. Es ist somit notwendig, die Verunreinigungen und die Verschmutzung durch Teilchen in den Verarbeitungsmaterialien, beispielsweise den Prozessgasen, zu steuern. Es ist auch notwendig, die Verarbeitungsparameter, beispielsweise Temperatur, Druck, Gasflussraten, Verarbeitungszeitintervalle und Sputter-Eingangsleistung zu steuern, wie in den '570 und '297-Patenten gezeigt ist. Wie in den 1 und 2 vermerkt ist, umfasst eine Waferproduktion eine komplexe Sequenz von Verarbeitungsschritten, wobei das Resultat eines speziellen Verarbeitungsschrittes typischerweise in hohem Maße von einem oder mehreren der vorangehenden Verarbeitungsschritte abhängt. Wenn es beispielsweise einen Fehler in dem Overlay oder der Ausrichtung von Ätzmasken für Verbindungsleitungen in angrenzenden IC-Schichten gibt, sind die resultierenden Verbindungsleiter nicht an ihren richtigen Designpositionen. Dies kann Verbindungsleiter zur Folge haben, die zu dicht gepackt sind, so dass elektrische Kurzschlusseffekte zwischen diesen Verbindungsleitern gebildet werden. Es ist auch wohl bekannt, dass zwei unterschiedliche Verarbeitungsprobleme einen kumulativen Effekt haben können. Beispielsweise kann eine Fehlausrichtung von Verbindungsleiter-Ätzmasken, die nicht weitreichend genug ist, um in einem elektrischen Kurzschluss zu resultieren, dennoch dazu beitragen, einen elektrischen Kurzschluss zu verursachen, wenn der Prozess leicht von der Spezifikation abweicht und es gestattet (oder nicht detektiert), dass eine Teilchenkontamination eine Teilchengröße hat, die keinen elektrischen Kurzschluss verursacht hätte, wenn die Verbindungsleitermaske gut ausgerichtet gewesen wäre.
  • Verarbeitungs- und/oder Materialdefekte, wie sie oben beschrieben sind, verursachen im Allgemeinen eine reduzierte Wafer-Fabrikationsausbeute, wobei die Ausbeute definiert ist als der Prozentsatz von akzeptablen Wafern, die in einer speziellen Fabrikation erzeugt werden. Tests während des Prozesses und eine Überwachung der Verarbeitungsparameter werden verwendet, um festzustellen, ob ein gegebenes Produkt- oder Prozessproblem im laufenden Verfahren oder ein Defekt anzeigt, dass ein Einschreiten bei dem Prozesslauf notwendig ist, beispielsweise die Durchführung einer Verarbeitungsnacheinstellung oder ein Verwerfen des Laufes. Folglich werden Produkt- und Prozess-Kontrolltechniken extensiv in einer Waferfabrikation verwendet. Wenn möglich, werden Aus beuteprobleme bis zu spezifischen Produkt- oder Verarbeitungsproblemen oder Defekten zurückverfolgt, um schließlich die Ausbeute der Waferfabrikation zu verbessern. Hohe Ausbeuteergebnisse sind erwünscht, um die Herstellungskosten für jedes verarbeitete Wafer auf ein Minimum herabzusetzen und um die Ausnutzung der Resourcen, beispielsweise von elektrischem Strom, Chemikalien und Wasser, auf ein Maximum zu bringen, während eine Wiederaufbereitung von Abfall oder Ausschuss auf Minimum herabgesetzt wird.
  • Es ist bekannt, SPC (statistical process control = statistische Prozesskontrolle) und SQC (statistical quality control = statistische Qualitätskontrolle)-Methoden zu verwenden, um geeignete Waferfabrikationskontrollgrenzen zu bestimmen und den Prozess innerhalb dieser Grenzen zu halten, siehe beispielsweise R. Zorich, Handbook Of Quality Integrated Circuit Manufacturing, Academic Press Inc., Seiten 464–498, 1991. SPC- und SQC-Methoden, die sich für eine Waferfabrikation eignen, umfassen die Verwendung von Kontrolltafeln, siehe beispielsweise R. Zorich, Seiten 475–498. Wie dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt ist, ist eine Kontrollkarte eine graphische Darstellung von einer oder mehreren, ausgewählten Prozess- oder Produkt-Variablen, beispielsweise Kammerdruck, die über die Zeit hinweg gemessen werden. Der Sollwert einer speziellen Variablen und ihre oberen und unteren Steuergrenzen sind auf der Karte angegeben, wobei wohlbekannte statistische Mess- und Rechenmethoden verwendet werden. Der Prozess wird als außer Kontrolle angenommen, wenn der beobachtete Wert der Variablen oder ein statistisch abgeleiteter Wert, beispielsweise der Mittelwert mehrerer, beobachteter Werte, außerhalb der vorher festgelegten Kontrollgrenzen ist. Kontrollgrenzen werden typischerweise als ein Vielfaches der Standardabweichung des Mittelwerts des Sollwerts eingestellt, beispielsweise auf 2 σ oder 3 σ. Der Sollwert wird von einem Testlauf oder einem Produktionslauf abgeleitet, der Waferfabrikations-Designkriterien, beispielsweise Ausbeute, Prozesskontrolle und Produktqualität, erfüllt. SPC und SQC werden als Synonyme betrachtet, wenn sie in dem obigen Zusammenhang verwendet werden, siehe R. Zorich, Seit 464.
  • Ein effektives Waferinventarmanagement ist notwendig, um die Inventare von unverarbeiteten oder teilweise verarbeiteten Wafern auf einem Minimum zu halten und dadurch die Kosten pro Einheit der Halbleitervorrichtungen auf ein Minimum zu bringen, die in der Waferproduktion hergestellt werden. Wenn die Inventare von Wafern in der Verarbeitung auf einem Minimum herabgesetzt werden, hat dies auch einen Vorteil bei der Waferausbeute, weil es wohl bekannt ist, das die Ausbeute der Wafer umso geringer ist, je länger das Wafer sich in dem Prozess befindet. Das Waferinventarmanagement verwendet typischerweise Zeitplanungstechniken, um die Gerätekapazitäten im Hinblick auf den Bedarf für verarbeitete Wafer auf einem Maximum zu bringen, beispielsweise durch Planung von parallelen und seriellen Verarbeitungsschritten, um Verarbeitungsengpässe zu vermeiden. Eine effektive Inventarkontrolle einer Waferfabrikation erfordert auch ein geringes Auftreten von Engpässen oder Unterbrechungen aufgrund von ungeplanten Abschaltzeiten, die beispielsweise durch ungeplante Wartungsarbeiten verursacht werden können, von Unterbrechungen, die sich aus Prozessparametern ergeben können, die außerhalb ihrer spezifizierten Grenzen sind, aufgrund des Fehlens der erforderlichen Materialien, beispielsweise Prozessgas, aufgrund der Unverfügbarkeit von notwendigen Wartungsersatzteilen, aufgrund der Unverfügbarkeit von einem Verarbeitungswerkzeug, beispielsweise einer Kammer, oder aufgrund von elektrischen Stromunterbrechungen.
  • Viele Komponenten oder Untersysteme einer Waferfabrikation sind automatisiert, um ein hohes Maß an Verarbeitungszuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit zu erreichen und die Ausbeuten zu einem Maximum zu bringen. Wafer-Produktionswerkzeuge, beispielsweise Kammern, werden typischerweise durch einen Computer gesteuert, der einen Satz von Instruktionen verwendet, die allgemein als Rezept bekannt sind, um den Prozess zu betreiben, der von dem Werkzeug ausgeführt wird. Es wurde jedoch erkannt, dass ein hohes Maß von Automation, bei dem verschiedene Prozesse und Methoden integriert werden, schwer zu erreichen ist aufgrund der Komplexität und der gegenseitigen Abhängigkeit von vielen der Waferfabrikationsprozesse, siehe beispielsweise Peter van Zandt, Microchip Fabrication, 3. Ausgabe, McGraw-Hill, Seiten 472–478, 1997.
  • Waferfabrikationen erfordern eine effektive Wartungszeitplanung, um die Zuverlässigkeit aller Komponenten der Waferfabrikation aufrechtzuerhalten. Dies resultiert im Allgemeinen darin, dass ein kostspieliges Ersatzteilinventar vorhanden ist, was dadurch zu den IC-Produktionskosten beiträgt.
  • Die Häufigkeit elektrischer Schaltungsunterbrechungen in Waferfabrikationen sind im Allgemeinen viel höher als die Rate bei einem mittleren Stromverbrauch aufgrund der Notwendigkeit, steile Stromanstiege in der Waferfabrikationsausrüstung während der Verarbeitung aufzunehmen. Die hohen Raten an Schaltungsunterbrechungen erfordern eine kostspielige Ausrüstung, um steile Stromanstiege und Spitzenstromanforderungen aufnehmen zu können.
  • Folglich gibt es einen Bedarf für Verfahren und Techniken, die eine verbesserte Prozesssteuerung, Qualität, Ausbeute und Kostenherabsetzung liefern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt neuartige Techniken für die Halbleiterverarbeitung, insbesondere für die Waferherstellung, bereit, die die benötigten Verbesserungen in der Prozesssteuerung, Qualität, Ausbeute und Kostenreduzierung liefern.
  • In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Herstellungsumgebung bereitgestellt, um Wafer in einer Waferfabrikationskammer zu verarbeiten. Ein neuartiges Managementsystem für elektrischen Strom ist mit der Herstellungsumgebung der Waferfabrikation integriert, um eine Planung und Regulierung des elektrischen Stroms durchzuführen, so dass hohe Stromanforderungsspitzen vermieden werden. Dieses System umfasst eine Strommonitorumgebung, um Informationen von einer Herstellungsumgebung, beispielsweise einer Verarbeitungskammer, zu sammeln, eine Rechnerumgebung, um Daten und Information zu verarbeiten, und eine Analysenumgebung, um zu der Analyse der Resultate, die in der Rechnerumgebung erhalten werden, zu unterstützen. Das Managementsystem für elektrischen Strom sammelt Bearbeitungswerkzeuginformationen, die mit der Verwendung von elektrischem Strom und der Werkzeugzeitplanung zusammenhängen, und es verwendet diese Information in einem neuartigen Algorithmus, um den Einsatz der Verarbeitungswerkzeuge so zu planen, dass vorhersehbare Stromanstiege in der Zeitplanung während Perioden mit relativ geringem Stromverbrauch der Waferfabrikation auftreten. Dies vermeidet Stromspitzen während der Waferfabrikationsverarbeitung und senkt dadurch die Häufigkeit von elektrischen Stromunterbrechungen in der Waferfabrikation ab und senkt damit auch die Waferfabrikationskosten ab.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Waferfabrikationsverfahren nach dem Stand der Technik schematisch zeigt.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Waferfabrikations-Sputter-metallisierungs-Verfahren nach dem Stand der Technik schematisch zeigt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine SPC-integrierte Waferfabrikation der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel einer SPC-integrierten Waferfabrikation der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Waferfabrikations-Herstellungsumgebung der SPC-integrierten Waferfabrikation zeigt, die in 4 gezeigt ist.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Rechnerumgebung der SPC-integrierten Waferfabrikation zeigt, die in 4 gezeigt ist.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Entscheidungsumgebung der SPC-integrierten Waferfabrikation zeigt, die in 4 gezeigt ist.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine alternative Ausführungsform einer SPC-integrierten Waferfabrikation der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel einer SPC-integrierten Waferfabrikation der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Waferfabrikation zeigt, die ein Zeitplanungssystem für den elektrischen Strom gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Verarbeitungskammer der Waferfabrikation zeigt, die in 10 dargestellt ist.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Rechnerumgebung für die Waferfabrikation zeigt, die in 10 dargestellt ist.
  • 13 ist ein Algorithmus der Rechnerumgebung, die in 12 dargestellt ist.
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das schematisch Mehrfach-Waferfabrikationen zeigt, die ein Zeitplanungssystem für elektrischen Strom gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden.
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Waferfabrikation zeigt, die ein Ersatzteilinventar- und Zeitplanungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 16 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Verarbeitungskammer der Waferfabrikation zeigt, die in 15 dargestellt ist.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Rechnerumgebung der Waferfabrikation zeigt, die in 15 dargestellt ist.
  • 18 ist ein Algorithmus der Rechnerumgebung, die in 17 dargestellt ist.
  • 19 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Waferfabrikation zeigt, die ein Waferfabrikations-Wirkungsgrad-System der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Verarbeitungskammer der Waferfabrikation zeigt, die in 19 dargestellt ist.
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Rechnerumgebung der Waferfabrikation zeigt, die in 19 dargestellt ist.
  • 22 ist ein Algorithmus der Rechnerumgebung, die in 21 dargestellt ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele beschrieben werden, wird eine gewisse Terminologie zum Zwecke der Klarheit verwendet. Es ist jedoch beabsichtigt, dass diese Terminologie die beschriebenen Ausführungsbeispiele und auch Äquivalente umfasst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das schematisch in 3 gezeigt ist, zeigt eine SPCIF (SPC integrated fab = SPC integrierte Fabrikation) 100. Wie hier definiert ist, umfasst eine SPCIF eine Waferfabrikation, ein Waferfabrikations-Untersystem oder eine Kombination von zwei oder mehreren Waferfabrikationen, wobei SPC mit einer oder mehreren Waferfabrikations-Prozesssteuertechniken und optional mit anderen Waferfabrikationssystemen, Untersystemen oder Komponenten integriert ist. Die SPCIF 100, die in 3 gezeigt ist, umfasst eine Herstellungsumgebung 110, eine SPC-Umgebung 112, eine Rechnerumgebung 114, eine Analysenumgebung 116, eine MES-Umgebung 118 und eine Berichterstattungs-Umgebung 120.
  • Der Begriff "Umgebung", wie er hier definiert ist, umfasst eine Kombination von Technologien, Verfahren und/oder Vorrichtungen, die Betriebsmittel liefern, um Daten, Datenstrukturen oder Informationen zu erfassen und die optional mit den erfassten Daten, Datenstrukturen oder Informationen in Wechselwirkung treten können. Eine Umgebung, wie sie hier verwendet wird, umfasst eine Rechnerumgebung. Der Ausdruck "Rechnerumgebung", wie er hier definiert ist, umfasst Computer-Software und/oder -Hardware, die ein Betriebsmittel zum Erfassen von Daten, Datenstrukturen oder Informationen liefert und die mit den erfassten Daten, Datenstrukturen oder Informationen zusammenwirken kann.
  • Die Herstellungsumgebung 110, die in 3 gezeigt ist, umfasst Herstellungsvorrichtungen, -techniken und -verfahren, um Waferfabrikationsvorrichtungen oder Vorrichtungskomponenten, bei spielsweise IC-Strukturen, herzustellen. Der Ausdruck "IC-Strukturen", wie er hier definiert ist, umfasst vollständig hergestellte ICs und teilweise hergestellte ICs. Die Herstellungsumgebung umfasst solche Controller und Eingaben, wie sie zur Bildung einer IC-Struktur erforderlich sind. Geeignete Controller umfassen Prozessoren, beispielsweise Mikroprozessoren, beispielsweise On Bord-Rechner, durch Computer-betriebene Software und mechanische/elektrische Controller, beispielsweise Schalter und elektrische Schaltungen, die beispielsweise einen variablen Widerstand verwenden, beispielsweise einen Potentiometer. Diese Controller betreiben oder steuern verschiedene Verfahren und optionale Funktionen, beispielsweise die Gasflussrate und die Handhabung der Wafer innerhalb der Herstellungsumgebung 110. Geeignete Beispiele für Herstellungsumgebungen wie 110 umfassen ein Waferfabrikationswerkzeug, beispielsweise eine Kammer oder eine oder mehrere Waferproduktion(en).
  • Die SPC-Umgebung 112, siehe 3, verwendet SPC-Methoden, wie sie dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt sind, um Prozesssteuerungsgrenzen festzustellen, die die Design- und Ausbeute-Kriterien zur Herstellung einer speziellen IC-Struktur erfüllen. Die Steuerungsgrenzen werden statistisch unter Verwendung von einem oder mehreren Prozessparameter(n) und/oder Parametern von im Verfahren befindlichen Produkten abgeleitet, die anzeigen, ob ein Verfahren die Design- und Ausbeute-Kriterien zur Herstellung der IC-Struktur erfüllen. Wenn die Steuerungsgrenzen erst aufgestellt sind, erfasst die SPC-Umgebung Prozess- und/oder Produkt-Methodologie-Information von den Produktionsläufen zur Produktion dieser IC-Strukturen, wobei dieselben Parameter verwendet werden, die zum Aufstellen der Steuerungsgrenzen verwendet wurden. Die Rechnerumgebung 114, die beispielsweise einen Datenprozessor umfasst, wird verwendet, um die Berechnungen durchzuführen, um die Datenverarbeitung der SPC-Umgebung 112 zu unterstützen. Die Analysenumgebung 116, die in 6 gezeigt ist, ist vorgesehen, um die SPC-Daten, die in der SPC-Umgebung 112 bereitgestellt werden, durch Vergleich der Methodologiedaten mit den Steuerungsgrenzen zu analysieren. Alternativ kann die Analysenumgebung 116 in der SPC-Umgebung 112 oder in der Rechnerumgebung 114 enthalten sein.
  • Die MES (manufacturing execution system = Herstellungsausführungssystem)-Umgebung 114, die in 3 gezeigt ist, liefert die Funktionen der Information, Steuerung, Entscheidungsfindung und Koordination der mit der Produktion zusammenhängenden Aktivitäten der SPCIF 100. Die MES-Umgebung 118 nimmt die Resultate der SPC-Analyse auf, wie sie von der Analysenumgebung 116 festgestellt wurden. Die MES-Umgebung stellt dann fest, ob das Verfahren der Herstellungsumgebung 110 innerhalb oder außerhalb der SPC-Steuerungsgrenzen ist. Die Entscheidungsfindungsfunktion in der MES-Umgebung 118 kann dann aufgerufen werden, um zu entscheiden, ob in die Herstellungsumgebung 110 eingegriffen werden soll oder nicht. Solch ein Eingriff kann das Verwerfen des Laufes, das Einstellen von Parametern, beispielsweise des Kammerdrucks, die Zeitplanung zusätzlicher Wafer zur Verarbeitung oder die Zeitplanung von Wartungsaktivitäten umfassen. Dieser Eingriff kann durch Bindungen 122 und 124 der SPCIF 100 ausgeführt werden, wie in 3 gezeigt ist. Optional ist die SPCIF 100 mit einer Berichterstattungs-Umgebung 120 ausgestattet, um Daten und andere Information von den Umgebungen der vorliegenden Erfindung aufzunehmen, beispielsweise unter Verwendung der Verbindungen 128, 130, 132, 134, 136 und 138, wie in 3 gezeigt ist. Wenn die MES-Umgebung 118 mit der Herstellungsumgebung 110 verknüpft ist, kann auch ein Bericht simultan unter Verwendung der Verbindung 126 zu der Berichterstattung-Umgebung 120 erzeugt werden.
  • Die SPCIF 100, die schematisch in 3 gezeigt ist, liefert eine SPC, die mit der Herstellung integriert ist. Diese Integration hat eine Realzeitüberwachung der Prozesssteuerung und/oder der Produktqualität zur Folge und liefert einen Realzeit-Prozesseingriff, sobald gewisse, vorgewählte Prozess- oder Produktparameter außerhalb der Steuerungsgrenzen sind. Sie erleichtert auch eine effektivere Zeitplanung der Werkzeugverfügbarkeit, des Materialinventars und der Realzeitkenntnis und auch die Zeitplanungsfähigkeit für Einrichtungen, beispielsweise Erfordernisse für elektrischen Strom, in dem Herstellungsverfahren.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, die eine SPCIF 200 zeigt, wobei SPC mit der Waferverarbeitung in einer Kammer einer Waferfabrikation integriert ist. Die SPCIF 200 umfasst eine Waferfabrikationskammer-Herstellungsumgebung 210, eine SPC-Umgebung 220, eine Rechnerumgebung 230, eine Analysenumgebung 240, eine MES-Umgebung 250 und eine Berichterstattungs-Umgebung 260. Die MES-Umgebung 250 umfasst eine Entscheidungsfindungsumgebung 252, eine Zeitplanungsumgebung 254 und eine Prozesseingriffsumgebung 256. Optional kann die MES-Umgebung auch eine MIS (Management Information System = Managementinformationssystem)-Komponente (nicht gezeigt) umfassen.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, empfängt die Waferkammerfabrikations-Herstellungsumgebung 210 der SPCIF 200 verschiedene Eingänge von der MES-Umgebung 250 und von der SPC-Umgebung 220. Die MES-Prozesseingriffsumgebung 256 liefert einen automatischen oder geregelten Eingriff 258 (5) und optional einen nicht-automatisierten Eingriff 260, wie mehr im Detail in Verbindung mit 7 beschrieben wird. Zurückkehrend zu 5 umfasst der Eingriff das Einstellen oder Regeln von Controllern, beispielsweise den Controllern 310, 312, 314, 316, 318 und 320 und das Liefern von Information an die Eingabeeinrichtungen 322 und 324. Auf der Basis einer MES-Eingabe wird der Kammerstatus-Controller 310 verwendet, um den Status der Kammer auszuwählen: Online im Standby 326, Online im Verfahren 328 oder Offline 330. Der Controller 312 wird verwendet, um den Kammerstatus als mit dem Waferfabrikationssystem (nicht gezeigt) verknüpft 332 oder nicht-verknüpft 334 auszuwählen. Der Controller 314 steuert Parameter 336 von Versorgungssystemen, beispielsweise den elektrischen Strom, das Wasser und das Entfernen von Abfallprodukten. Der Controller 316 steuert die Kammer-Prozessparameter 338, beispielsweise Prozessgasflussrate und Druck. Die Kammer-Methodologie-Parameter 340 werden von dem Controller 318 gesteuert, und diese umfassen die Steuerung von Test-Parameter während des Verfahrens, beispielsweise den '297-Sputterabscheidungs-Ratenmonitor und die Testmessungsfrequenz. Wafer-Handhabungsparameter 342, beispielsweise die Betriebsparameter eines Wafer-Handhabungsroboters, werden von dem Controller 320 gesteuert. Eingaben von der MES-Prozesseingriffsumgebung 256 können verwendet werden, um einen Produktionslauf zu verwerten, indem der Kammerstatus-Controller 310 verwendet wird, um die Kammer in einen Offline-Status zu setzen und damit alle Bearbeitungsfunktionen der Kammer zu stoppen.
  • Die MES-Prozesseingriffsumgebung 256, siehe 5, kann verwendet werden, um eine Produktlaufinformation 344 mit Hilfe einer Produktlauf-Informationseingabevorrichtung 322 zu liefern. Diese Information kann eine Identifizierung des Laufs, Datum und Zweck des Laufs, beispielsweise Testen, Herstellen oder Überarbeiten, umfassen. Wafer- und Wafer-chargenidentifizierung 346 in der Waferfabrikationskammer-Herstellungsumgebung 210 kann mit Hilfe einer Wafer-Identifikationseingabevorrichtung 324 geliefert werden.
  • Die MES-Zeitplanungsumgebung 245, die in 4 gezeigt ist, liefert zusätzliche MES-Eingaben an die Waferfabrikationskammer-Herstellungsumgebung 210, wie in größerem Detail in 5 gezeigt ist. Die Zeitplanungsumgebung ist eine zusätzliche Eingabe an den Kammerstatus-Controller 310.
  • Diese Umgebung ist auch eine zusätzliche Eingabe an den Controller 312, um die Kammer mit einer Waferfabrikation optional zu verknüpfen. Der Zeitplanungs-Controller 348, 5, der Kammer-Herstellungsumgebung 210 empfängt Eingaben von der MES-Zeitplanungsumgebung 254, um das Waferinventar 350, Gebrauchsmaterialien 352, Wartungsteile 354, Wartungsaktivitäten 356 und eine Zeitplanung von Versorgungssystemen 357 zu steuern, beispielsweise um die Zeitplanung des elektrischen Stroms durchzuführen, der zum Ausführen des Herstellungsverfahrens in der Kammer verwendet wird. Die MES-Zeitplanungsumgebung 254 koordiniert die Zeitplanung der verschiedenen Funktionen oder Aktivitäten. Beispielsweise wird die Wartungsaktivitäten-Zeitplanung 356 mit dem Kammerstatus-Controller 310 koordiniert, beispielsweise die Zeitplanung des Status der Kammer als Offline 330 für Wartungsaktivitäten 356 oder für das Zeitplanungs-Waferinventar 350 und Verbrauchsmaterialien 352, beispielsweise Prozessgas, in Koordination mit dem Online-Status 328 während des Verfahrens.
  • Kammer-Methodologie-Resultate 358 werden aus der Verwendung von Testprozeduren erhalten, die Kammer-Methodologie-Parameter 340 verwenden. Diese Resultate umfassen beispielsweise die Rate, mit der Material von einer Sputter-Abscheidungsquelle zu einem Abscheidungssubstrat fließt, wie in dem '297-Patent offenbart ist.
  • Die SPCIF 200 verwendet eine SPC-Umgebung 220, wie in 4 dargestellt ist, um die Prozesssteuerungsgrenzen für das Verfahren in der Kammer-Herstellungsumgebung 210 aufzustellen und bei laufendem Verfahren Methodologie-Resultate von der Herstellungsumgebung 210 aufzunehmen. Die SPC-Datenaufnahme von der Kammer-Herstellungsumgebung 210 ist schematisch in 5 wie folgt gezeigt. Die Kammerstatusinformation wird an die SPC-Umgebung 220 als Online-Standby 326, Online, im Verfahren befindlich 328 und Offline 330 beliefert. Die Produktionslaufinformation 344 und Wafer-ID-Daten 346 und auch Kammer-Methodologie-Parameterinformation 340 und Methodologieresultate 358 können an die SPC-Umgebung 220 durch eine Verbindung 355 geliefert werden, siehe 4 und 5.
  • SPC-Methoden, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen Kontrollkartenmethoden und Pareto-Karten. Eine Pareto-Karte ist eine Strichkartendarstellung, die eine Rangordnung von einer Anzahl von Auftritten eines speziellen Fehlers im Vergleich mit der kumulierten Anzahl der Auftritte aller Fehler und der Anzahl der Auftritte von jedem der anderen Fehler oder Probleme zeigt.
  • Kontrollkarten sind für die Techniken der vorliegenden Erfindung besonders geeignet. Wie den Durchschnittsfachleuten wohl bekannt ist, werden Steuerungsgrenzen typischerweise infolge der Sammlung einer statistisch signifikanten Anzahl von Daten bestimmt, die für einen wichtigen oder kritischen Parameter relevant sind und die Anzeigen, ob das Verfahren wie erwünscht, arbeitet und damit eine annehmbare Ausbeute zur Folge hat. Ein geeigneter Parameter für ein Verfahren, das in einer Kammer-Herstellungsumgebung 210 ausgeführt wird, kann eine Sputterleistung in einem Sputter-Abscheidungsverfahren, eine Gasflussrate und/oder -druck und eine Teilchenkontamination in der Kammerumgebung umfassen. Methodologiedaten, die diese Parameter an spezifischen Intervallen messen, liefern die Eingabe für die Bestimmung der Steuerungsgrenzen. Zusätzliche Methodologiedaten, die den in-situ-Test des Produkts betreffen, können in ähnlicher Weise verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie verwendet werden, die in dem US-Patent Nr. 5,698,989 (J. Nulman, 1997) offenbart ist, um den Flächenwiderstand eines elektrisch leitfähigen Films auf einem Substrat in-situ zu messen, während das Substrat in der Vakuumumgebung der Halbleiterverarbeitungsvorrichtung gehalten wird. Die Daten, die für das Verfahren erhalten werden, während es bei kontrolliertem Lauf, d.h. innerhalb der Betriebsspezifikation und -Ausbeute, läuft, werden dann unter Verwendung statistischer Verfahren, beispielsweise solcher, die den Durchschnittsfachleuten wohl bekannt sind, verrechnet, um die Prozesssteuerungsgrenzen zu bestimmen. Nachfolgende Produktionsläufe werden dann unter Verwendung der Methodologiedaten derselben Verarbeitung oder unter Verwendung von in-situ-Produktparametern analysiert, wie sie zur Bestimmung der Steuerungsgrenzen verwendet wurden.
  • Die SPC-Umgebung 220, die schematisch in den 4 und 5 gezeigt ist, enthält die Steuerungsgrenzen und erhält die Methodologieinformation von der Kammer-Herstellungsumgebung 210. Die SPC-Umgebung umfasst eine Komponente zur Berichterstattung und/oder Anzeige der Steuerungsgrenzen und für die Verarbeitung von in-situ-ProduktMethodologiedaten eines Produktionslaufs. Die Berichterstattungs- und/oder Anzeigekomponente liegt in der Berichterstattungsumgebung 260, siehe 4, und umfasst eine graphische und/oder numerische Anzeige auf einem Monitor oder auf einem Ausdruck.
  • Die Rechnerumgebung 230, die in den 4 und 6 gezeigt ist, wird verwendet, um die Berechnungen durchzuführen, um die Datenverarbeitung und Berichterstattung der SPC-Umgebung zu unterstützen. Die Rechnerumgebung 230 umfasst typischerweise einen Prozessor, beispielsweise einen Mikroprozessor 410 (6), Algorithmen oder Datenstrukturen 412, eine Datenbank 414, einen Speicher 416, optional eine Netzwerkkomponente 418 und optional eine AI (artificial intelligence = künstliche Intelligenz)-Komponente 420.
  • Algorithmen oder Datenstrukturen 412 (6) werden unter Verwendung von Verfahren verwendet, die den Durchschnittsfachleuten in dem Stand der Technik bekannt sind, um den Prozessor 410 und jegliche peripheren Geräte, die dem Prozessor zugeordnet sind, zu betreiben und auch, um die Methodologie- und Statistikdaten zu verarbeiten, die in der SPC-Umgebung 220 genutzt werden. Die Datenbank 414 enthält notwendige Parameter, Methodologie und statistische Daten. Der Speicher 416 kann beispielsweise verwendet werden, um Methodologiedaten bei laufendem Verfahren zu speichern. Die optionale Netzwerkkomponente 418 liefert eine Verbindung zwischen der SPCIF 200 und externen Einrichtungen, beispielsweise einer entfernt liegenden Datenbank oder einer Fern-Managementfunktion, in dem beispielsweise ein Bus oder ein LAN (local area network) verwendet werden. Die AI-Komponente 420 kann beispielsweise verwendet werden, um die statistischen Daten, die in der Datenbank 414 gespeichert sind, zu verarbeiten, um Steuerungsgrenzen oder ausgewählte Methodologiedaten auf der Basis der Erfahrung, die über viele Produktionsläufe hinweg gesammelt wurde, abzuleiten, um eine effektivere Verfahrenssteuerung zu gewinnen.
  • Die Rechnerumgebung 230, wie sie hier beschrieben wird, wird im Zusammenhang mit SPC-Methoden und Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet. Es ist jedoch ebenfalls daran gedacht, diese Rechnerumgebung für beliebige oder alle Funktionen der Prozesse zu verwenden, die im Zusammenhang mit der Waferfabrikations-Herstellungsumgebung 210 ausgeführt werden.
  • Wie schematisch in den 4 und 6 gezeigt ist, ist die Analysenumgebung 240 vorgesehen, um SPC-Daten in der SPC-Umgebung 220 durch Vergleich der Methodologiedaten des Verfahrens in einem speziellen Produktionslauf mit den zugehörigen Steuerungsgrenzen zu analysieren. Diese Analyse kann durch einen Prozessor unter Verwendung von Verfahren, die den Durchschnittsfachleuten wohl bekannt sind, beispielsweise unter Verwendung der Rechnerumgebung 230, durchgeführt werden. Die Analyse kann auch durch Beobachtung einer graphischen Darstellung durchgeführt werden, bei der Methodologiedaten oder statistisch abgeleitete Werte dieser Daten auf einer graphischen Darstellung aufgezeichnet sind, die die Steuerungsgrenzen zeigt. Auch ein numerischer Vergleich zwischen Methodologiedaten und Steuerungsgrenzendaten können eine geeignete Basis zur Durchführung der Analyse sein. Während die Analysenumgebung 240 als eine Umgebung gezeigt worden ist, die separat von den anderen Umgebungen dieser Erfindung vorgesehen ist, ist auch daran gedacht, die Analysenumgebung 240 mit der Rechnerumgebung 230 (4) oder mit der SPC-Umgebung 220 zu integrieren.
  • Die Resultate der Analyse, die von der Analysenumgebung 240 durchgeführt werden, werden von der Entscheidungsfindungsumgebung 252 der MES-Umgebung 250 aufgenommen, wie schematisch in 7 gezeigt ist. Wenn die Entscheidungsfindungsumgebung 252 feststellt, dass das Verfahren in den vorgegebenen Steuerungsgrenzen läuft, siehe Prozessstatus 450 von 7, gibt es keinen MES-Eingriff 452. Wenn jedoch die Analyse zeigt, dass das Verfahren außerhalb der Steuerungsgrenzen ist (Status 454), wird ein Alarm oder eine Steuerungsanzeige 456 vorzugsweise aktiviert, und eine MES-Entscheidung wird gefällt, um in das Verfahren einzugreifen. Dieser Eingriff kann ein automatisierter/geregelter Eingriff 458 oder ein nicht-automatisierter MES-Eingriff 460 sein. Die MES-Entscheidungsfindungsumgebung 252 kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass sie eine Antwort für den automatisierten Eingriff gibt, wenn ein spezieller Prozessparameter außerhalb seiner Steuerungsgrenzen ist. Solch ein automatisierter Eingriff kann die automatische Verwertung des Produktionslaufes umfassen. Ein nicht-automatisierter Eingriff kann ein voreingestellter Zustand der Entscheidungsfindungsumgebung 252 sein, oder er kann das Resultat einer speziellen Bedingung außerhalb der Steuerungsgrenzen sein.
  • 5 zeigt schematisch einen automatisierten MES-Eingriff 458 und einen nicht-automatisierten MES-Eingriff 260 in Wechselwirkung mit der Kammer-Herstellungsumgebung 210 durch Beeinflussung der Controller 310, 312, 314, 316, 318 und 320 und auch der Informationseingabevorrichtungen 322 und 324, wie oben im Zusammenhang mit der Herstellungsumgebung 210 beschrieben wurde. Diese Eingriffe zwischen der Entscheidungsfindungsumgebung 252 und der Herstellungsumgebung 210 umfassen die Prozesseingriffsumgebung 256, die schematisch in 4 dargestellt ist. Die MES-Zeitplanungsumgebung 254, die schematisch in den 4 und 5 gezeigt ist, verwendet Daten und Information von der MES-Entscheidungsfindungsumgebung 252 (4) und der MES-Prozesseingriffsumgebung 256, um mit der Kammer-Herstellungsumgebung 210 durch Einflussnahme auf die Controller 310, 312 und 348 in Wechselwirkung zu treten, um die Funktion zu steuern, die im Zusammenhang mit der Kammerherstellungsumgebung 210 beschrieben worden sind. Typischerweise verwendet eine Waferfabrikationskammer-Herstellungsumgebung 210 einen On Board-Rechner oder eine verteilte Rechnerfunktion, um verschiedene Verfahren und optionale Funktionen zu betreiben oder zu steuern, und es ist zu verstehen, dass die MES-Umgebung 250 spezielle Protokolle benötigen kann, um auf die Kammer-Herstellungsumgebung 210 zuzugreifen.
  • Die Berichterstattungsumgebung 260 kann Daten und andere Informationen von den verschiedenen Umgebungen der vorliegenden Erfindung aufnehmen, wie schematisch in 4 gezeigt ist. Wenn die MES-Entscheidungsfindungsumgebung 252 mit der Kammer-Herstellungsumgebung 210 durch die Leitungen 470 und 472 verbunden ist, kann beispielsweise ein Bericht simultan in der Berichterstattungsumgebung 260 durch die Leitungen 470, 474 und 476 erzeugt werden. Es ist auch daran gedacht, betreffend die Entscheidungsfindungsumgebung 252 zu erstellen, die nicht auf eine spezifische Wechselwirkung zwischen dieser Umgebung und der Kammer-Herstellungsumgebung bezogen ist, indem beispielsweise die Verbindungen 478 und 480 verwendet werden, die in 4 gezeigt sind. Berichte, die von der Berichterstattungsumgebung 260 erzeugt werden, umfassen Druckerzeugnisse, Anzeige auf einem Computermonitor und Sprache. Diese Berichte können in Realzeit erzeugt werden. Es ist auch daran gedacht, durch diese Umgebung erzeugte Berichte einem Netzwerk zur Verfügung zu stellen, beispielsweise dem Netzwerk 418, das in 6 gezeigt ist.
  • Die vorstehende Beschreibung der SPCIF 200 betrifft Wechselwirkungen von mit SPC-zusammenhängenden Verfahren und Techniken, wenn diese im Zusammenhang mit der Waferverarbeitung in einer Waferfabrikationskammer verwendet werden. Nicht-SPC-Eingänge 270 (4) können jedoch ebenfalls an die MES-Umgebung geliefert werden. Diese Eingänge können beispielsweise auf die Sicherheit bezogenen Eingänge oder Befehle sein, um SPC außer Kraft zu setzen, was zur Durchführung eines Testlaufs in der Kammer erforderlich sein kann.
  • 8, die eine SPCIF 500 zeigt, erläutert schematisch eine SPCIF, die eine Vielzahl von Waferfabrikations-Verarbeitungswerkzeugen, beispielsweise n-Kammern, hat. Die n-Kammern dieses zusätzlichen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können ein Wafer-Untersystem, beispielsweise die Kammern in einem Cluster-Werkzeug oder alle Verarbeitungswerkzeuge in einer Waferfabrikation, umfassen, so dass die SPCIF 500 eine SPCIF für eine komplette Waferfabrikation darstellt. Die n-Kammern der SPCIF 500 sind durch die Verarbeitungsumgebung 510 der Waferfabrikationskammern Nr. 1 und durch die Verarbeitungsumgebung 512 der Waferfabrikationskammer Nr. n dargestellt. Jede dieser Verarbeitungsumgebungen ist ähnlich wie die Waferkammer- Verarbeitungsumgebung 210, die oben im Zusammenhang mit der SPCIF 200 beschrieben wurde. Es ist so zu verstehen, dass die Verarbeitungsumgebung 510 der Kammer Nr. 1 die Verarbeitungsumgebung 512 der Kammer Nr. n miteinander oder mit derselben Waferfabrikation verbunden sind, wobei beispielsweise Controller ähnlich wie der Controller 310 (5) der Waferfabrikationsverarbeitungsumgebung 210 verwendet werden. Die nicht auf die Verarbeitung bezogenen Umgebungen der SPCIF 500 sind ähnlich wie die der entsprechenden Umgebungen der SPCIF 200 mit der Ausnahme, dass die Nicht-Verarbeitungsumgebungen der SPCIF 500 auf jede der Verarbeitungsumgebungen der n-Kammern der SPCIF 500 ansprechen. Beispielsweise enthält die SPC-Umgebung 520 (8) der SPCIF 500 Steuerungsgrenzdaten für jede der n-Kammern oder Werkzeugeinrichtungen und ist geeignet, die relevanten Methodologiedaten von jeder dieser Kammern zu empfangen. Die Nicht-Verarbeitungsumgebung der SPCIF 500, die in 8 gezeigt ist, umfasst eine SPC-Umgebung 520, eine Rechnerumgebung 530, eine Analysenumgebung 540, eine Berichterstattungsumgebung 560 und eine MES-Umgebung 550, die eine Entscheidungsfindungsumgebung 552, eine Zeitplanungsumgebung 552 und eine Prozesseingriffsumgebung 556 hat. Zusätzlich ist die SPCIF 500 vorzugsweise geeignet, Nicht-SPC-Eingänge 570 zu empfangen.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 9 gezeigt, die schematisch eine SPCIF 600 darstellt. Diese SPCIF zeigt eine Verarbeitung 610 der Waferfabrikation Nr. 1 und eine Verarbeitungsumgebung 612 der Waferfabrikations-Nr. n, die n-Waferfabrikationen repräsentiert. Eine oder mehrere der n-Waferfabrikationen können an einer entfernt liegenden Stelle sein, weil die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann, wenn die n-Waferfabrikationen elektronisch miteinander verknüpft sind, indem beispielsweise Netzwerkverbindungen unter Verwendung von Verfahren und Techniken, wie sie dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist auch durchführbar, wenn die Rechnerumgebung eine verteilte Rechnerumgebung ist, beispielsweise dezentralisierte Datenbanken und dezentralisierte Prozessoreinrichtungen. Jede der Waferfabrikations-Verarbeitungsumgebungen der SPCIF 600 ist ähnlich wie die Verarbeitungsumgebung der n-Kammern der SPCIF 500. Die Nicht-Verarbeitungsumgebungen der SPCIF 600 sind ähnlich wie die entsprechenden Umgebungen der SPCIF 500 mit der Ausnahme, dass die Nicht-Verarbeitungsumgebungen der SPCIF 600 auf jede der Verarbeitungsumgebungen der n-Waferfabrikationen der SPCIF 600 ansprechen. Die SPC-Umgebung 620 (9) hat beispielsweise Steuergrenzdaten für jede der n-Waferfabrikationen und ist geeignet, die relevanten Methodologiedaten von jeder der Waferfabrikationen zu empfangen. Die Nicht-Verarbeitungsum gebungen der SPCIF 600, die in 9 gezeigt ist, umfassen eine SPC-Umgebung 620, eine Rechnerumgebung 630, eine Analysenumgebung 640, eine Berichterstattungsumgebung 660 und eine MES-Umgebung 650, die eine Entscheidungsfindungsumgebung 652, eine Zeitplanungsumgebung 654 und eine Prozesseingriffsumgebung 656 hat. Zusätzlich ist die SPCIF 600 vorzugsweise geeignet, Nicht-SPC-Eingänge 670 zu akzeptieren.
  • Die SPCIFs 100, 200, 500 und 700, die in den 3, 4, 8 bzw. 9 dargestellt sind, liefern eine SPC-Methodologie, die mit einer Verarbeitungsumgebung integriert ist, so dass Realzeitantworten auf außer Kontrolle befindliche Ausreißer des Verfahrens resultieren, wo diese Ausreißer für Verfahrensfehler repräsentativ sind. Die Realzeitantworten bringen die Produktion von nicht der Spezifikation entsprechenden Produkten auf ein Minimum, was zu einer effizienteren Ausnutzung der Materialien und Einrichtungen führt und eine frühe Anzeige liefert, wenn ein Verarbeitungswerkzeug oder eine gesamte Waferfabrikation aus der Verarbeitungslinie für Neueinstellungen oder Reparaturarbeiten herausgenommen werden muss. Die Realzeitkenntnis des Qualitätsstatus der verschiedenen Verarbeitungskomponenten verbessert auch die Fähigkeit des Managements, auf plötzliche Unterbrechungen oder Engpässe in dem System zu antworten, indem es in der Lage ist, alternative Verarbeitungskomponenten zu identifizieren, zu denen ein Verfahren umgeleitet werden kann.
  • Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das schematisch in 10 dargestellt ist, zeigt eine Waferfabrikation 700 mit einem Strom-Managementsystem zur Zeitplanung und Regelung des elektrischen Stroms derart, dass Spitzen von hohem Strombedarf vermieden werden. Dieses Strommanagementsystem ist mit der Waferfabrikation integriert. Die Waferfabrikation 700 umfasst eine Verarbeitungsumgebung 710, eine Stromüberwachungsumgebung 720, eine Rechnerumgebung 730, eine Analysenumgebung 740, eine MES-Umgebung 750 und eine Berichterstattungs-Umgebung 760. Das neuartige Strom-Managementsystem umfasst eine Stromüberwachung 720, eine Rechnerumgebung 730 oder eine Analysenumgebung 740.
  • Die Verarbeitungsumgebung 710 der Waferfabrikation 700 umfasst die Verarbeitungswerkzeuge der Waferfabrikation, beispielsweise die Wafer-Verarbeitungskammern und Wafer-Handhabungswerkzeuge, beispielsweise die Wafer-Handhabungsroboter. Eine Wafer-Verarbeitungskammer 800, die für die Verwendung mit dem neuartigen Strom-Managementsystem der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist schematisch in 11 dargestellt. Diese Kammer empfängt Eingänge von der MES- Umgebung 750 durch die Verbindungen 756 und 862. Optional kann eine Kammer 800 einen zusätzlichen Eingang durch den Nicht-MES-Eingang 805 empfangen, beispielsweise eine Antwort auf ein Alarmsignal, das von einem Komponenten der Kammer 800 erzeugt wird. Eingänge von der MES-Umgebung 750 und dem Nicht-MES-Eingang 805 umfassen das Setzen und Regeln der Kammer-Controller, beispielsweise der Controller 810, 812, 814, 816, 818 und 820 und das Liefern von Information an die Eingangsvorrichtungen 822 und 824. Basierend auf diese Eingaben wird der Kammerstatus-Controller 810 verwendet, um den Status der Kammer auszuwählen: einen Online-Standby 826, einen Online im Prozess befindlichen 828 oder einen Offline 830. Der Controller 812 wird verwendet, um den Kammerstatus als angekoppelt 832 oder nicht-angekoppelt 834 an das Waferfabrikationssystem (nicht gezeigt) auszuwählen. Der Controller 814 kontrolliert die Parameter 836 des Versorgungssystems, beispielsweise der Stromversorgung, des Wassers und der Abfallproduktentsorgung. Der Controller 816 steuert die Kammerverarbeitungsparameter 838, beispielsweise die Prozessgasströmungsrate und den Druck. Kammer-Methodologie-Parameter 840 werden von dem Controller 818 gesteuert, und diese umfassen die Steuerung von während des Verfahrens aufgenommenen Test-Parametern, beispielsweise die '297-Sputter-Abscheidungsrate des Monitors und die Testmessfrequenz. Wafer-Handhabungsparameter 842, beispielsweise die optionalen Parameter eines Wafer-Handhabungsroboters werden von dem Controller 820 gesteuert. Der Eingang von der MES-Umgebung 750 oder von der Nicht-MES 805 kann verwendet werden, um einen Produktionslauf unter Verwendung des Kammer-Status-Controllers 810 zu verwerfen, um die Kammer in einen Offline-Status zu setzen und dadurch alle Verarbeitungsfunktionen der Kammer zu stoppen.
  • Die MES-Umgebung 750 oder die Nicht-MES 805 (11) können verwendet werden, um Produktionslaufinformationen 844 mit Hilfe einer Produktionslauf-Informationseingabevorrichtung 822 zu liefern. Diese Information kann eine Laufidentifikation, Datum oder Zweck des Laufs umfassen, beispielsweise das Testen, die Produktion oder die Nachverarbeitung. Wafer- und Wafer-Chargenidentifizierung 846 in der Waferfabrikationskammer 800 kann mit Hilfe einer Wafer-Identifizierungseingabevorrichtung 842 geliefert werden. Die MES-Umgebung 750 liefert zusätzlich Zeitplanungseingänge an die Waferfabrikationskammer 800, beispielsweise einen Zeitplanungseingang an den Kammerstatus-Controller 810. Diese Umgebung ist auch eine zusätzliche Eingabe für den Controller 812, um die Kammer mit einer Waferfabrikation zu koppeln. Der Zeitplanungs-Controller 848, 11, der Kammer 800 empfängt Eingänge von der MES-Umgebung 750, um das Waferinventar 850, Verbrauchsmaterialien 852, Wartungsteile 854, Wartungsaktivitäten 856 und Versorgungssystem planung 857 einschließlich der Zeitplanung des elektrischen Stroms, der zur Ausführung des Verarbeitungsprozesses in der Kammer benötigt wird. Die MES-Umgebung 750 koordiniert die Zeitplanung der verschiedenen Funktionen oder Aktivitäten. Beispielsweise wird die Wartungsaktivitäten-Zeitplanung 856 mit dem Kammerstatus-Controller 810 koordiniert, beispielsweise der Zeitplanung des Status des Kammer-Offline-Zustandes 830 für Wartungsaktivitäten 856 oder die Planung des Waferinventars 850 und der Verbrauchsmaterialien 852, beispielsweise von Prozessgas, in Koordination mit einem Online-Status 828 während des Prozesses. Die Kammer-Methodologie-Resultate 858 können aus der Verwendung der Testprozeduren erhalten werden, die von den Kammer-Methodologie-Parametern 840 Gebrauch machen. Diese Resultate umfassen beispielsweise die Rate, mit der Material von einer Sputter-Abscheidungsquelle zu einem Abscheidungssubstrat fließt, wie beispielsweise in dem '297-Patent angegeben ist.
  • Verschiedene Status-, Parameter-, Informations-, Methodologie- und Zeitplanungsbedingungen- oder -Resultate, die die Kammer 800 betreffen, können direkt an die MES-Umgebung 750 durch die Verbindungen 864 und 756, siehe 11, übertragen werden, um der MES-Umgebung 750 eine umfassende Realzeitinformation bezüglich des Kammerstatus und der Verarbeitungsbedingungen zu liefern. Diese Information kann auch auf einer Realzeitbasis an die Berichterstattungs-Umgebung 760 durch die Verbindungen 864, 756 und 758 und 762 geliefert werden, wie in den 10 und 11 dargestellt ist.
  • Die Stromüberwachungsumgebung 720, die in den 10 und 11 gezeigt ist, kann eine Kammerinformation bezüglich ihres Status, Stromverbrauchs und Stromzeitplanung und auch eine Prozesslauf- und Wafer-ID-Information sammeln. Optional wird diese Information angezeigt oder gedruckt, beispielsweise mit Hilfe der Berichterstattungsumgebung 760, wie in 10 dargestellt ist. Rückkehrend zu 11 wird die Statusinformation an die Stromüberwachungsumgebung 720 geliefert als Online-Standby 826, Online im Verfahren befindlich 828, Offline 830, angekoppelt 832 und nicht-angekoppelt 834. Eine Produktionslauf-844 und Wafer-ID-846-Information kann an die Stromüberwachungsumgebung 720 übertragen werden. Die Stromverbrauchsinformation wird an die Stromüberwachungsumgebung 720 mit Hilfe der Versorgungsparameter 836 weitergegeben. Die Stromverbrauchsinformation kann den Stromverbrauch pro Zeiteinheit, den kumulierten Stromverbrauch und den Spitzenstromverbrauch umfassen. Die Überwachungsumgebung 720 kann die Stromzeitplanungsinformation von der Versorgungssystemplanung 857 der Kammer 800 empfan gen. Verbindungen wie 864 und 715, siehe 11, können verwendet werden, um die Information von der Kammer 800 an die Stromüberwachungsumgebung 720 zu übertragen. Andere Verarbeitungswerkzeuge, beispielsweise zusätzliche Kammern (nicht gezeigt), sind auf ähnliche Weise mit der MES-Umgebung 750 durch eine Verbindung 756 und mit der Stromüberwachungsumgebung 720 durch eine Verbindung 715 gekoppelt, wodurch eine Verarbeitungsumgebung 710, beispielsweise Waferfabrikationswerkzeuge, mit der MES-Umgebung 750 und der Stromüberwachungsumgebung 720 gekoppelt werden.
  • Die Waferfabrikationsinformation, die von Stromüberwachungsumgebung 720 gesammelt wird, wird an die Rechnerumgebung 730 übertragen, die in den 10 und 12 dargestellt ist. Die Rechnerumgebung 730 wird verwendet, um die Datenverarbeitung der Information durchzuführen, die von der Stromüberwachungsumgebung 720 gesammelt wird. Die Rechnerumgebung 730 umfasst typischerweise einen Prozessor, beispielsweise einen Mikroprozessor 731, siehe 12, Algorithmen unter Datenstrukturen 732, eine Datenbank 733, einen Speicher 734, einen neuartigen Algorithmus 735, optional eine Netzwerkkomponente 736 und optional eine AI-Komponente 737. Die Algorithmen oder Datenstrukturen 732 werden unter Verwendung von Verfahren eingesetzt, die dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt sind, um den Prozessor 731 und jegliche peripheren Vorrichtungen, die dem Prozessor zugeordnet sind, zu betreiben. Die Datenbank 733 enthält beispielsweise historische Stromverbrauchsdaten. Der Speicher 734 kann beispielsweise verwendet werden, um den Stromverbrauch bei laufendem Prozess und Stromzeitplanungsdaten zu speichern.
  • Ein neuartiger Algorithmus oder mehrere neuartige Algorithmen 735 werden verwendet, um die Implementierung des Strom-Managementsystems der Waferfabrikation der Verarbeitungsumgebung 710 zu unterstützen. Dem Durchschnittsfachmann ist wohl bekannt, dass der elektrische Stromverbrauch einer Waferfabrikation während eines Verarbeitungslaufs variiert. Wenn beispielsweise ein Werkzeug, das einen Ofen verwendet, eingeschaltet wird, ergibt sich typischerweise ein Stromanstieg während des Startvorgangs des Ofens. Sobald der Ofen seine Betriebstemperatur erreicht hat, benötigt er jedoch weniger Strom für den Betrieb. Auf ähnliche Weise benötigt das Herunterpumpen auf Vakuum mehr elektrischen Strom als die Aufrechterhaltung eines spezifischen Vakuumniveaus. Somit resultiert das gleichzeitige Einschalter aller Werkzeuge in einer Waferfabrikation im Allgemeinen in einem steilen Stromanstieg. Der neuartige Algorithmus 735 (12 und 13) ist geeignet, um die Zeitplanung des Einsatzes der Werkzeuge in einer Bearbeitungsumgebung so durchzufüh ren, dass voraussehbare Stromanstiege während Periode geringen Stromverbrauchs der Waferfabrikation auftreten. Beispielsweise wird das Herunterpumpen von jedem der Werkzeuge vorzugsweise so zeitlich geplant, dass das Herunterpumpen in einer vorgeplanten Sequenz abläuft statt das anfängliche Herunterpumpen verschiedener Werkzeuge gleichzeitig zu starten. Auf ähnliche Weise kann das Aufheizen von Verarbeitungskomponenten zeitlich so geplant werden, dass das gleichzeitige Starten mehrerer Heizungen vermieden wird.
  • Der Algorithmus 735 der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte 900 bis 920, die in 13 gezeigt sind. Jeder dieser Schritte umfasst eine sachbezogene, auf den Stromverbrauch gerichtete Information für jedes der Werkzeuge der Waferfabrikation, so dass er eine umfassende Rechnerverarbeitung der auf den Strom bezogenen Information und der Daten, die die Waferfabrikation betreffen, darstellt. Typischerweise wird der Algorithmus 735 vor dem Start eines Produktionslaufs verwendet, um den Stromverbrauch zu optimieren und insbesondere, um steile Stromanstiege oder Stromspitzen zu vermeiden. In dem Schritt 900 wird ein Gerätestatus umfassend angekoppelt oder nicht angekoppelt eingegeben, und dies kann beispielsweise umfassen, ob alle Werkzeuge der Verarbeitungsumgebung für einen geplanten Produktionslauf zur Verfügung stehen. Der gegenwärtige Stromverbrauch wird in dem Schritt 902 eingegeben, wenn das Verfahren gegenwärtig läuft. Eine Wafer-ID- und Laufinformation wird in dem Schritt 904 eingegeben, während die Zeitplanungsinformation für den Lauf in dem Schritt 906 eingegeben wird. Die Information, die in den Schritten 900, 902, 904 und 906 eingegeben wird, wird von der Stromüberwachungsumgebung 720 geliefert. In dem Schritt 908 liefert die MES-Umgebung 750 die Verfahrenslaufdetails an den Algorithmus 735 einschließlich der Typen der Werkzeuge und der Verfahrenssequenz der Verwendung der Werkzeuge in der Verarbeitungsumgebung. Historische Daten, die den Stromverbrauch von jedem der Werkzeuge betreffen, die in dem Schritt 908 eingeplant werden, werden von der Datenbank 733 erhalten. Diese Daten werden in dem Schritt 910 in den Algorithmus 735 eingegeben.
  • Die Information, die in den Schritten 900, 902, 904, 906, 908 und 910, die in 13 gezeigt sind, bereitgestellt wird, wird kombiniert, um ein Stromverbrauchsprofil 912 für den Produktionslauf abzuleiten. Das Stromverbrauchsprofil des tatsächlichen Stromverbrauchs oder der erwartete Stromverbrauch stellt den Stromverbrauch gegenüber der Zeit für die gesamte Dauer des Waferfabrikations-Bearbeitungslaufs dar. Danach wird in dem Schritt 914 das Stromverbrauchsprofil analysiert, um festzustellen, ob der geplante Stromverbrauch zu Perioden eines steilen Anstiegs oder einer Spitze des Verbrauchs führt, d.h., um festzustellen, ob das Profil innerhalb eines vorgegebenen Strombereiches liegt. Danach folgt ein Entscheidungsschritt 916. Wenn die Analyse in dem Schritt 914 Stromanstiege oder -spitzen zeigt, stellt der neuartige Algorithmus 735 einen neuen Zeitplan für das Starten und das Verwenden der Werkzeuge auf, um diese vorhersehbaren Anstiege zu vermeiden, so dass ein modifizierter Waferfabrikationslaufzeitplan in dem Schritt 918 bereitgestellt wird, so dass der Bedarf oder Verbrauch an elektrischer Energie gleichmäßiger während der Waferfabrikationsverarbeitung erteilt wird und dass Stromanstiege innerhalb eines vorgegebenen Bereichs bleiben. Die Zeitplanung, die durch den Verfahrenslaufdetails-Schritt 908 bereitgestellt wird, wird ohne Veränderung durch den Algorithmus 735 ausgeführt, wenn in dem Schritt 916 festgestellt wird, dass der Stromverbrauch innerhalb des vorgegebenen Bereiches bleibt. Ein modifizierter Waferfabrikationslauf-Zeitplan, d.h. Schritt 918, wird an die MES-Umgebung übertragen, um die verschiedenen Werkzeuge in der Verarbeitungsumgebung entsprechend dem von dem Algorithmus 735 entwickelten Zeitplan zu aktivieren. Typischerweise verwendet die Verarbeitungsumgebung einen oder mehrere Onbord-Rechner oder dezentralisierte Rechnerfunktionen, um die verschiedenen Verfahrens- und Betriebsfunktionen durchzuführen oder zu steuern, und es ist zu verstehen, dass die MES-Umgebung spezielle Protokolle erforderlich macht, um auf die Verarbeitungsumgebung zugreifen zu können. Alternativ kann der Zeitplan beispielsweise an die Berichterstattungsumgebung 760 (10) für die nachfolgende Intervention in die Verarbeitungsumgebung geliefert werden. Optional kann der Algorithmus 735 eine Alarmbotschaft liefern, die zeigt, dass der Algorithmus 735 nicht in der Lage war, einen Zeitplan aufzustellen, der den Stromverbrauch pro Zeiteinheit innerhalb eines vorgegebenen Bereichs hält.
  • Die optionale Netzwerkkomponente 736 (12) der Rechnerumgebung 730 liefert eine Verbindung zwischen der Waferfabrikation und externen Einrichtungen, beispielsweise zu einer entfernt liegenden Datenbank oder einer Fern-Managementfunktion, oder Verwendung von beispielsweise einem Bus oder einem LAN. Die AI-Komponente 737 kann beispielsweise verwendet werden, um historische Stromverbrauchsdaten, die in der Datenbank 733 gespeichert sind, zu verarbeiten, um verbesserte Algorithmen für den Stromverbrauch und die Stromzeitplanung auf der Basis der Erfahrung, die während vieler Herstellungsläufen erhalten wurde, abzuleiten. Die Rechnerumgebung, wie sie hier beschrieben ist, wird im Zusammenhang mit der Stromüberwachungsumgebung 720 der vorliegenden Erfindung verwendet. Es ist jedoch auch daran gedacht, die Rechnerumgebung für beliebige und alle Funktionen des Verfahrens zu verwenden, das im Zusammenhang mit der Verarbeitungsumgebung 710 durchgeführt wird.
  • Wie schematisch in den 10 und 12 gezeigt ist, ist eine Analysenumgebung 740 vorgesehen. Diese optionale Umgebung kann verwendet werden, um die Resultate der Schritte 914 und 916 (13) zu zeigen, um beispielsweise die visuelle Analyse dadurch zu unterstützen, dass eine graphische Darstellung auf einem Computermonitor oder als harte Kopie geliefert wird. Während die Analysenumgebung 740 als eine Umgebung gezeigt ist, die separat von den anderen Umgebungen dieser Erfindung vorgesehen ist, ist daran gedacht, die Analysenumgebung 740 mit der Rechnerumgebung 730 zu integrieren. Die Berichterstattungs-Umgebung 760, die schematisch in 10 dargestellt ist, kann Daten und Information von den Umgebungen der vorliegenden Erfindung aufnehmen und Berichte erzeugen, wie oben im Zusammenhang mit der Berichterstattungs-Umgebung 260 beschrieben wurde, die in 4 gezeigt ist.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das schematisch in 14 dargestellt ist, zeigt ein Strom-Managementsystem zum Verwalten des elektrischen Stroms von zwei oder mehreren Waferfabrikationen. 14 zeigt ein Waferfabrikationssystem 1000, das n-Wafer-Fabrikationen umfasst, die zum optimalen Stromverbrauch koordiniert sind und eine Verarbeitungsumgebung 1010 der Waferfabrikation Nr. 1, eine Verarbeitungsumgebung 1012 der Waferfabrikation Nr. n, eine Stromüberwachungsumgebung 1020, eine Rechnerumgebung 1030, eine Analysenumgebung 1040, eine MES-Umgebung 1050 und eine Berichterstattungs-Umgebung 1060 umfasst. Die Verarbeitungsumgebungen 1010 und 1012 sind funktional äquivalent zu der Verarbeitungsumgebung 710, die in 10 gezeigt ist. Die Umgebungen 1020, 1030, 1040, 1050 und 1060 von 14 sind funktional äquivalent zu den Umgebungen 720, 730, 740, 750 und 760, die in 10 dargestellt sind. Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen neuartigen Algorithmus (nicht gezeigt) ähnlich dem Algorithmus 735, der im Zusammenhang mit den 12 und 13 beschrieben wurde, um den elektrischen Stromverbrauch so zu optimieren, dass Stromspitzen oder steile Anstiege vermieden werden, wenn die Waferfabrikationen Nr. 1 und Nr. n gleichzeitig verwendet werden, um Halbleiterwafer zu verarbeiten. Während der Algorithmus 735 Information von einer Waferfabrikation verarbeitet und dann die verschiedenen Arbeitsgänge der Waferfabrikation zeitlich plant, bearbeitet der Algorithmus des Systems, das in 14 gezeigt ist, die Information von n-Waferfabrikationen und koordiniert dann die Zeitplanung dieser Waferfabrikationen, um steile Stromanstiege zu vermeiden und einen Verarbeitungszeitplan zu verwenden, bei dem der Bedarf und der Verbrauch des elektrischen Stroms gleichmäßiger während der Waferfabrikationsverarbeitung verteilt sind.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit den 10 bis 14 beschrieben wurden, liefern Waferfabrikations-Strommanagementsysteme für eine oder mehrere Waferfabrikation(en), die geeignet sind, steile Stromanstiege zu vermeiden und den Strombedarf während einer Waferfabrikationsverarbeitung gleichmäßiger zu verteilen. Als Konsequenz haben diese Ausführungsbeispiele eine geringere Anzahl von Schaltungsunterbrechungen, d.h., dass ihr maximaler Strombedarf geringer ist als bei herkömmlichen Strom-Managementsystemen für Waferfabrikationen. Eine geringere Anzahl von Stromunterbrechungen resultiert in einer Einsparung von Kosten, weil, die Kosten der elektrischen Stromversorgungsausrüstung, beispielsweise Unterbrechern, Transformatoren und Übertragungsleitungen näherungsweise proportional zu der Anzahl der Systemunterbrechungen ist. Ferner ergibt sich auch eine stabilere elektrische Stromversorgung aus dem gleichmäßiger verteilten Strombedarf und aus der Vermeidung von Stromverbrauchsspitzen. Die stabilere Stromversorgung verhindert auch das Auftreten von momentanen Stromunterbrechungen oder kurzzeitigen Spannungsabfällen, die durch steile Stromanstiege verursacht werden.
  • Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das schematisch in 15 dargestellt ist, zeigt eine Waferfabrikation 1100, die ein Ersatzteilinventarsteuerungs- und Zeitplanungssystem umfasst. Das Ersatzteilinventarsteuerungs- und Zeitplanungssystem ist mit der Waferfabrikation integriert. Die Waferfabrikation 1100 umfasst eine Verarbeitungsumgebung 1110, eine Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120, eine Rechnerumgebung 1130, eine Ersatzteilmanagementumgebung 1140, eine MES-Umgebung 1150 und eine Berichterstattungs-Umgebung 1160. Das neuartige Ersatzteilinventarsteuerungs- und Zeitplanungssystem umfasst eine Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120, eine Rechnerumgebung 1130 und eine Ersatzteilmanagementumgebung 1140.
  • Die Verarbeitungsumgebung 1110 der Waferfabrikation 1100 umfasst die Verarbeitungswerkzeuge der Waferfabrikation, beispielsweise die Waferverarbeitungskammern und die Waferhandhabungswerkzeuge. Eine Waferverarbeitungskammer 1120, die für das neuartige Ersatzteilinventar- und Zeitplanungssystem geeignet ist, ist schematisch in 16 dargestellt. Die Kammer empfängt einen Eingang von der MES-Umgebung 1150. Optional kann die Kammer 1200 einen zusätzlichen Eingang durch den Nicht-MES-Eingang 1205 erhalten. Die Eingänge von der MES-Umgebung 1150 und der Nicht-MES-Eingang 1205 umfassen das Einstellen und Regeln der Kammer-Controller und das Liefern von Information an die Eingangsvorrichtungen ähnlich wie die, die im Zusammenhang mit der Kammer 800 beschrieben wurden, die in 11 dargestellt ist. Auf der Basis dieser Eingaben werden die Kammer-Controller und die Eingangsvorrichtungen verwendet, um verschiedene Status-, Parameter-, Informations- und Zeitplanungsfunktionen der Kammer 1200 auszuwählen, ähnlich wie die, die im Zusammenhang mit der Kammer 800 beschrieben wurden. Die verschiedenen Status-, Parameter-, Informations-, Methodologie- und Zeitplanungsbedingungen oder -Resultate, die die Kammer 1200 betreffen, können direkt an die MES-Umgebung 1150 übertragen werden, siehe 15 und 16, um die MES-Umgebung 1150 mit einer umfassenden Realzeitinformation bezüglich des Status der Kammer und der Verarbeitungsbedingungen zu versorgen. Diese Information kann auch auf einer Realzeitbasis an die Berichterstattung-Umgebung 1160 geliefert werden.
  • Die Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120, die in den 15 und 16 gezeigt ist, kann Kammerinformation betreffend ihren Status, die Ersatzteil- und Wartungs-Zeitplanung und auch eine Lauf- und Wafer-ID-Information sammeln. Funktional wird diese Information angezeigt oder gedruckt, beispielsweise mit Hilfe der Berichterstattungs-Umgebung 1160, wie in 15 dargestellt ist. Zurückkehrend zu 16 wird die Statusinformation an die Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 als Online-Standby 1226, Online im Verfahren 1228, Offline 1230, gekoppelt 1234 und nicht-gekoppelt 1234 geliefert. Die Verfahrenslauf-1244 und optionale Wafer-ID-1246-Information wird an die Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 übertragen. Der Ersatzteil-, – auch als Wartungsteile – bezeichnete Zeitplan 1254 und der Wartungsaktivitäten-Zeitplan 1256 werden an die Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 übertragen, siehe 16. Die Planung für Ersatz- oder Wartungsteile ist eine MES-Umgebungsaktivität, die beispielsweise durch den Zeitplanungs-Controller 1248 der Waferfabrikationskammer 1200 ausgeführt wird. Andere Verarbeitungswerkzeuge, beispielsweise zusätzliche Kammern (nicht gezeigt), sind auf ähnliche Weise mit der MES-Umgebung 1150 und der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 gekoppelt, wodurch eine Verarbeitungsumgebung 1110, beispielsweise Waferfabrikationswerkzeuge, mit der MES-Umgebung 1150 und mit der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 gekoppelt wird.
  • Die Waferfabrikationsinformation, die in der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 gesammelt wird, wird an die Rechnerumgebung 1130 übertragen, die in den 15 und 17 dargestellt ist. Die Rechnerumgebung 1130 wird verwendet, um die Datenverarbeitung der von der Ersatzteilüber wachungsumgebung 1120 gesammelten Daten durchzuführen. Die Rechnerumgebung 1130 umfasst typischerweise einen Prozessor; beispielsweise einen Mikroprozessor 1135, siehe 17; Algorithmen- oder Datenstrukturen 1132, eine Datenbank 1133, einen Speicher 1143, einen neuartigen Algorithmus 1135, eine Netzwerkkomponente 1136 und optional eine AI-Komponente 1137. Die Algorithmen- oder Datenstrukturen 1132 werden unter Verwendung von Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt sind, verwendet, um den Prozessor 1131 und jegliche peripheren Vorrichtungen, die dem Prozessor zugeordnet sind, zu betreiben. Die Datenbank 1133 enthält beispielsweise historische Daten betreffend den Ersatzteilverbrauch. Der Speicher 1134 kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Verbrauch von Ersatzteilen im Verfahren, Verfügbarkeits- und Zeitplanungsdaten zu speichern. Ein Algorithmus oder mehrere neuartige Algorithmen 1135 werden verwendet, um die Implementierung des Ersatzteilmanagementsystems der Waferfabrikation 1100 zu unterstützen.
  • Typischerweise wird der Algorithmus 1135 weit vor der Ausführung eines bestimmten Waferproduktionslaufs verwenden, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Ersatzteile im Inventar sind. Die Information bezüglich des Typs und der Menge an Ersatzteilen, die für einen Produktionslauf benötigt werden, wird an das Werkzeug 1200 (16) in Ersatzteile 1254 geliefert. Die Information wird aus der MES-Umgebung 1150 erhalten. Die Daten darüber, welches Ersatzteil erforderlich ist, werden durch die Zeitplanungsinformation der Wartungsaktivitäten 1256 und dem Kammerstatus-Controller 1210 beliefert. Die auf jedes Ersatzteil bezogene Information wird in der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 gesammelt, 15.
  • Der Algorithmus 1135 der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte 1172 bis 1184, die in 18 als Beispiel für einen mit X bezeichneten Teil dargestellt sind. Das gegenwärtige Inventar des Teils X der Waferfabrikation 1100 wird automatisch von der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 (17) in dem Schritt 1172 eingegeben. Das erforderliche Inventar, welches an einem zugeteilten Datum, beispielsweise an einem für eine Wartung vorgesehen Datum, benötigt wird, wird durch die Ersatzteilumgebung 1120 in dem Schritt 1174 eingegeben. Ein erforderliches Lieferdatum D wird in dem Schritt 1174 beispielsweise durch Subtraktion einer vorgegebenen Anzahl von Tagen von dem vorgesehenen Datum berechnet, um eine Lieferung unmittelbar vor dem Bedarf für das Teil zu erreichen. Optional kann die Lieferungsperiode für das Teil X, d.h. die Zeit, die erforderlich ist, um das Teil nach Bestellung des Teils von einem autorisierten Lieferanten zu erhalten, automatisch durch die Ersatzteilmanagementumgebung 1140 (17) in dem Schritt 1176 eingegeben werden. Der autorisierte Lieferant wird automatisch von der Ersatzteilmanagementumgebung 1140 in dem Schritt 1178 des Algorithmus 1145 eingegeben, wie in 18 gezeigt ist. Eine elektronische Bestellkomponente, Schritt 1179, wird an den Algorithmus 1135 durch die Ersatzteilmanagementumgebung beliefert, was die Information bereitstellt, um eine Teilebestellung an den autorisierten Lieferanten elektronisch, beispielsweise unter Verwendung von E-Mail, zu übertragen. Der Algorithmus 1135 erstellt einen Kaufauftrag für das Teil X, indem er die Information von den Schritten 1172, 1174, 1776, 1178 und 1179 kombiniert. Der Auftrag wird elektronisch an die Ersatzteilmanagementumgebung zum Zwecke einer optionalen Überprüfung, Schritt 1182, des Kaufauftrags übertragen. Danach wird in dem Schritt 1184 der Kaufauftrag für das Teil X ausgeführt, indem er elektronisch an den Lieferanten übertragen wird, wobei die elektronische Auftragskomponente in dem Schritt 1179 verwendet wird. Dieser Schritt kann beispielsweise durch das Netzwerk 1136, 17, der Rechnerumgebung 1130 ausgeführt werden. Das Inventar für die anderen Teile wird in ähnlicher Weise geplant und bestellt, wobei der Algorithmus 1135 verwendet wird.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit einer Waferfabrikation dargestellt wurde, ist die Erfindung ebenso geeignet zur Verwendung mit mehreren Waferfabrikationen, indem die Ersatzteilinformation von den Verarbeitungsumgebungen dieser Waferfabrikationen in eine Ersatzteilüberwachung zusammengefasst werden und der Algorithmus zur elektronischen Ableitung und Ausführung eines Kaufauftrags verwendet wird.
  • SPC-Techniken, wie die, die im Zusammenhang mit den 3–9 beschrieben wurden, können auch dazu verwendet werden, Verarbeitungs-, Produkt- oder Qualitätsprobleme, die eine Reparatur oder eine Wartung eines Waferfabrikationswerkzeuges erfordern, zu identifizieren. Statistische Informationen bezüglich des Bedarfs an Ersatzteilen, basierend auf diesen SPC-Techniken, können von der MES-Umgebung an die Wartungsteile 1254 und Wartungsaktivitäten 1256 der Kammer 12 geliefert werden, wie in 16 gezeigt ist. Diese durch SPC abgeleitete Information wird dann eine zusätzliche Komponente der Ersatzteilerfordernisse, wie der Ersatzteilüberwachungsumgebung zur Verfügung gestellt werden.
  • Die Netzwerkkomponente 1136 (17) der Rechnerumgebung 1130 liefert eine Verbindung zwischen der Waferfabrikation und externen Einrichtungen, beispielsweise einer Fern-Datenbank oder einer Fern-Managementfunktion, beispielsweise unter Verwendung eines Bus oder einer Internetverbindung, um den Ersatzteilauftrag elektronisch auszuführen, wie oben im Zusammenhang mit dem Algorithmus 1135 beschrieben wurde. Die AI-Komponente 1137 kann beispielsweise verwendet werden, um historische Daten über die Ersatzteilverwendung, die in der Datenbank 1133 gespeichert sind, zu verarbeiten, um verbesserte Algorithmen für die Ersatzteilplanung und Bestellung, basierend auf der Erfahrung, die über viele Produktionsläufe gewonnen worden ist, abzuleiten. Die Rechnerumgebung 1130, wie oben beschrieben ist, wird im Zusammenhang mit der Ersatzteilüberwachungsumgebung 1120 der vorliegenden Erfindung verwendet. Es ist jedoch auch daran gedacht, diese Rechnerumgebung für eine beliebige und alle Funktionen der Verfahren zu verwenden, die im Zusammenhang mit der Verarbeitungsumgebung 1110 durchgeführt werden. Die Ersatzteil-Managementumgebung 1140, siehe 15 und 17, wurde als eine Umgebung gezeigt, die separat von den anderen Umgebungen dieser Erfindung vorgesehen ist. Es ist jedoch auch daran gedacht, die Ersatzteil-Managementumgebung 1140 mit der Rechnerumgebung 1130 oder mit der MES-Umgebung 1150 zu integrieren. Die Berichterstattungsumgebung 1160, die schematisch in 15 dargestellt ist, kann Daten und Information von den Umgebungen der vorliegenden Erfindung aufnehmen und Berichte erzeugen, wie oben im Zusammenhang mit der Berichterstattungs-Umgebung 260 beschrieben wurde, die in 4 gezeigt ist.
  • Das neue Ersatzteilinventarsteuerungs- und Planungssystem ist dazu geeignet, Ersatzteile auf einer JIT-(just-in-time = gerade rechtzeitig)-Basis zu verwalten, d.h., dass die Teile von dem Lieferanten geliefert werden, wenn sie voraussichtlich benötigt werden, und nicht früher. Die JIT-Inventarsteuerung hat im Allgemeinen reduzierte Waferherstellungskosten zur Folge, weil die Einkäufe von Ersatzteilen auf einer Bedarfsbasis durchgeführt werden und die Notwendigkeit für Lagerraum für Ersatzteile auf ein Minimum herabgesetzt wird.
  • Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das schematisch in 19 dargestellt ist, zeigt eine Waferfabrikation eines 1300 mit einem Waferfabrikations-Effizienzsystem. Dieses Waferfabrikations-Effizienzsystem ist mit der Waferfabrikation integriert. Die Waferfabrikation 1300 umfasst eine Verarbeitungsumgebung 1310, eine Planungsüberwachungsumgebung 1320, eine Rechnerumgebung 1330, eine Planungs-Managementumgebung 1340, eine MES-Umgebung 1350 und eine Berichterstattungs-Umgebung 1360. Das neuartige Waferfabrika-tions-Effizienzsystem umfasst die Planungsüberwachungsumgebung 1320, die Rechnerumgebung 1330 und die Planungs-Managementumgebung 1340.
  • Die Verarbeitungsumgebung 1310 der Waferfabrikation 1300 umfasst die Verarbeitungswerkzeuge der Waferfabrikation, beispielsweise die Waferverarbeitungskammern und die Waferhandhabungswerkzeuge. Eine Waferverarbeitungskammer 1400, die sich für die Verwendung mit dem neuartigen Waferfabrikations-Effizienzsystem eignet, ist schematisch in 20 dargestellt. Die Kammer empfängt einen Eingang von der MES-Umgebung 1350. Optional kann die Kammer 1400 eine zusätzliche Eingabe von der Nicht-MES-Eingabe 1450 empfangen. Die Eingänge von der MES-Umgebung 1350 und dem Nicht-MES-Eingang 1405 umfassen die Einstellung und Regelung der Kammer-Controller und die Bereitstellung von Information an die Eingabevorrichtungen ähnlich wie die, die im Zusammenhang mit der Kammer 800 beschrieben wurden, die in 11 dargestellt ist. Auf der Basis dieser Eingaben werden die Kammer-Controller und die Eingangsvorrichtungen verwendet, um die verschiedenen Status-, Parameter-, Informations- und Planungsfunktionen der Kammer 1400 ähnlich zu denen auszuwählen, die im Zusammenhang mit der Kammer 800 beschrieben wurde. Die verschiedenen Status-, Parameter-, Informations-, Methodologie- und Planungsbedingungen oder - Resultate, die die Kammer 1400 betreffen, können direkt an die MES-Umgebung 1450 übertragen werden, siehe 19 und 20, um die MES-Umgebung 1350 mit einer umfassenden Realzeitinformation bezüglich des Status zu der Kammer und der Verarbeitungsbedingungen zu versorgen. Diese Information kann auch auf einer Realzeitbasis an die Berichterstattungsumgebung 1360 geliefert werden, die in 19 dargestellt ist.
  • Die Planungsüberwachungsumgebung 1320, die in den 19 und 20 gezeigt ist, kann Kammerinformation betreffend ihren Status, die Planung von Aktivitäten und Materialien und auch Lauf- und Wafer-ID-Information sammeln. Optional wird diese Information angezeigt oder gedruckt, beispielsweise mit Hilfe der Berichterstattungs-Umgebung 1360. Zurückkehrend zur 20 wird die Statusinformation an die Planungsüberwachungsumgebung 1320 als Online-Standby 1426, Online im Verfahren 1428, Offline 1430, gekoppelt 1432 und nicht-gekoppelt 1434 geliefert. Die Produktionslauf 1444 und Wafer-ID 1446-Information wird an die Planungsüberwachungsumgebung 1320 übertragen. Die Waferinventar-1450 und Verbrauchsmaterialien 1452-Pläne, die von der MES-Umgebung 1350 durch den Planungs-Controller 1448 der Kammer geliefert werden, werden an die Planungsüberwachungsumgebung 1320 übertragen. Der Ersatzteil, – auch als Wartungsteil – bezeich net, Plan 1454 und der Wartungsaktivitätenplan 1456 werden an die Planungsüberwachungsumgebung 1320 übertragen, siehe 20, ebenso wie die Versorgungsplanung, beispielsweise für elektrischen Strom. Die Planung für Ersatz- oder Wartungsteile ist eine Aktivität der MES-Umgebung, die beispielsweise durch den Planungs-Controller 1448 der Waferfabrikationskammer 1400 ausgeführt werden kann. Die Planung für Ersatzteile kann das neuartige Ersatzteilinventar- und Planungssystem umfassen, das im Zusammenhang mit den 15–18 beschrieben worden ist. Die Planung für elektrischen Strom kann das neuartige Strom-Managementsystem umfassen, das im Zusammenhang mit den 10–14 beschrieben worden ist. Andere Verarbeitungswerkzeuge, beispielsweise zusätzliche Kammern (nicht gezeigt), sind auf ähnliche Weise mit der MES-Umgebung 1350 und mit der Planungsüberwachungsumgebung 1320 gekoppelt.
  • Optional versorgt die MES-Umgebung 1350, 19, die Planungsüberwachungsumgebung 1320 mit einer Personalplanung zum Betreiben der Waferfabrikation einschließlich beispielsweise der Produktionsgruppe, der Wartungsgruppe, dem Waferfabrikationsmanagement und auch dem Support-Personal. Diese Information kann an die Planungsüberwachungsumgebung 1320 unter Verwendung beispielsweise einer Verbindung 1301 übertragen werden, die in 19 gezeigt ist.
  • Die Waferfabrikationsinformation, die in der Planungsüberwachungsumgebung 1320 gesammelt wird, wird an eine Rechnerumgebung 1330 übertragen, die in den 19 und 21 dargestellt ist. Die Rechnerumgebung 1330 wird verwendet, um die Datenverarbeitung der in der Planungsüberwachung 1320 gesammelten Information durchzuführen. Die Rechnerumgebung 1330 umfasst typischerweise einen Prozessor, beispielsweise einen Mikroprozessor 1331, siehe 21, Algorithmus- oder Datenstrukturen 1332, eine Datenbank 1333, einen Speicher 1334, einen neuartigen AI-gorithmus 1135, optional eine Netzwerkkomponente 1336 und optional eine AI-Komponente 1337. Die Algorithmus- oder Datenstrukturen 1332 werden unter Verwendung von Verfahren verwendet, die den Durchschnittsfachleuten wohl bekannt sind, um den Prozessor 1331 und jegliche peripheren Vorrichtungen, die dem Prozessor zugeordnet sind, zu betreiben. Die Datenbank 1333 enthält beispielsweise historische Daten betreffend die Waferfabrikationsplanung und die Zeitablaufplanung der Waferfabrikationswerkzeuge. Der Speicher 1334 kann beispielsweise verwendet werden, um Planungsdaten für das laufende Verfahren zu speichern. Ein Algorithmus oder mehrere neuartige Algorithmen 1335 werden verwendet, um die Implementierung des Waferfabrikations-Effizienzsystems der Waferfabrikation 1300 zu unterstützen.
  • Der Algorithmus 1335 der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um das Waferfabrikationsverfahren zur verbesserten Resourcenausnutzung zu optimieren. Der Algorithmus umfasst die Schritte 1372–1382, wie in 22 dargestellt ist. In dem Schritt 1372 erfolgt der Eintritt in die Sequenz aller Verarbeitungsschritte zur Durchführung des Waferfabrikationsverfahrens. Diese Sequenz kann beispielsweise von einem Waferfabrikationsdesign, das noch nicht in einer tatsächlichen Produktion verwendet worden ist, oder von einem Testlauf oder von einem früheren Produktionslauf für diese Waferfabrikation erhalten werden. Die Sequenzinformation wird im Allgemeinen von der MES-Umgebung 1350 erhalten. Alternativ kann die Sequenzinformation, die sich aus einem vorhergehenden Produktionslauf ergibt, von der Datenbank 1330 erhalten werden, siehe 21. Zurückkehrend zu 22 werden alle Verarbeitungswerkzeuge, die für die erforderlichen Verarbeitungsschritte benötigt werden und die für den Online-Betrieb mit der Waferfabrikation 1300 zur Verfügung stehen, in dem Schritt 1374 eingegeben. Die in dem Schritt 1374 erforderliche Information kann beispielsweise von der Datenbank 1333 oder von der MES-Umgebung 1350 erhalten werden. Der Entscheidungsschritt 1376 bestimmt, ob die erforderlichen Werkzeuge zur Verfügung stehen. Wenn sie nicht zur Verfügung stehen, zeigt der Algorithmus 1335 einen Planungskonflikt 1378 an und teilt diesen Konflikt beispielsweise der MES-Umgebung 1350 oder der Planungsmanagementumgebung 1340 mit, wie in 19 gezeigt ist.
  • Wenn es keinen Planungskonflikt gibt, wird eine optimierte Prozedur in dem Schritt 1380 ausgeführt, um die Verwendung der Verarbeitungswerkzeuge und jeglicher erforderlicher Ausrüstung und jeglicher Dienstleistungen zur Durchführung der Waferfabrikation 1300 zu optimieren. Diese Optimierungsprozedur zieht die Waferkapazität in bearbeiteten Wafern pro Zeiteinheit in Betracht, um beispielsweise zu bestimmen, ob zusätzliche Verarbeitungswerkzeuge benötigt werden, um gewisse Typen von Verarbeitungswerkzeugen parallel einzusetzen. Die optimierte Prozedur kann auch die Implementierung eines Strom-Managementsystems umfassen, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit den 10–13 beschrieben worden ist. Ein optimierter Prozesslaufplan wird in dem Schritt 1382 als ein Resultat der Optimierungsprozedur des Schritts 1380 erhalten. Der optimierte Laufplan wird an die Planmanagementumgebung 1340 (19) mitgeteilt, die dann eine zusätzliche Planung, beispielsweise für Personal, Einrichtungen und Materialien, liefert.
  • Während die Erfindung im Zusammenhang mit einer Waferfabrikation dargestellt wurde, ist die Erfindung ebenso geeignet für die Verwendung in mehreren Waferfabrikationen, in dem ein Algorithmus, wie beispielsweise der Algorithmus 1335 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um die Planung der zur Verfügung stehenden Verarbeitungswerkzeuge zur Verwendung in diesen Waferfabrikationen zu optimieren, um einen verbesserten Waferfabrikationswirkungsgrad zu erreichen.
  • Die Netzwerkkomponente 1336 (21) der Rechnerumgebung 1330 liefert eine Verbindung zwischen der Waferfabrikation und externen Einrichtungen, beispielsweise einer Fern-Datenbank oder einer Fern-Managementfunktion unter Verwendung beispielsweise eines Bus oder einer Internetverbindung. Die Netzwerkkomponente kann auch eine Verbindung zwischen verschiedenen Waferfabrikationen liefern, um die Planung dieser Waferfabrikationen zu koordinieren. Die AI-Komponente 1337 kann beispielsweise verwendet werden, um historische Waferfabrikations-Verfahrenslauf- und Werkzeug-Daten, die in der Datenbank 1333 gespeichert sind, zu verarbeiten, um verbesserte Algorithmen zur Optimierung der Waferfabrikationsverfahren auf der Basis einer Erfahrung abzuleiten, die über viele Produktionsläufe hinweg gewonnen wurde. Die Rechnerumgebung 1330, wie sie hier beschrieben wurde, wird im Zusammenhang mit der Planungsüberwachungsumgebung 1320 der vorliegenden Erfindung verwendet. Es ist jedoch auch daran gedacht, die Rechnerumgebung für beliebige und alle Funktionen der Verfahren zu verwenden, die im Zusammenhang mit der Waferfabrikation 1330 ausgeführt werden. Die Planungsmanagementumgebung 1340, siehe 19 und 21, wurde als eine Umgebung gezeigt, die separat von den anderen Umgebungen dieser Erfindung vorgesehen ist, und es ist ebenfalls daran gedacht, die Planungsmanagementumgebung 1340 mit der Rechnerumgebung 1330 oder mit der MES-Umgebung 1350 zu integrieren. Die Berichterstattungsumgebung 1360, die schematisch in 19 dargestellt ist, kann Daten und Information von den Umgebungen der vorliegenden Erfindung aufnehmen und Berichte erzeugen, wie oben im Zusammenhang mit der Berichterstattungsumgebung 260 beschrieben wurde, die in 4 gezeigt ist.
  • Das neuartige Waferfabrikations-Effizienzsystem ist für eine effizientere Planung der Waferfabrikationsresourcen geeignet, was zu einem effizienteren Waferfluss führt, wodurch der Ausstoß und die Waferfabrikationsausnutzung maximiert wird, was in einer verbesserten Ausnutzung der Resourcen resultiert. Die verbesserte Resourcennutzung resultiert in einer effizienteren Ausnutzung der Resourcen, beispielsweise der Ausrüstung, der Materialien, der Richtungen und des Personals und in reduzierten Herstellungskosten.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Management elektrischer Energie in einer IC Fabrikation, welche eine Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: a) Identifizieren der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen; b) Einholen einer ersten Sequenz für die Benutzung der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen in der IC Fabrikation; c) automatisches Einsammeln von Informationen über die Bearbeitungswerkzeuge in Bezug auf jedes der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen beinhaltend den Stromverbrauch des Bearbeitungswerkzeuges; d) Aufnehmen der Informationen über das Bearbeitungswerkzeug in die erste Sequenz; e) Bestimmen eines ersten Energieverbrauchsprofils der ersten Sequenz; und f) Entwickeln einer zweiten Sequenz derart, dass das Energieverbrauchsprofil innerhalb eines vorgegebenen Rahmens bleibt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, welche zusätzlich umfasst, die zweite Sequenz zur automatischen Kontrolle der IC Fabrikation zu verwenden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Aufnehmen der Informationen über das Bearbeitungswerkzeug in der ersten Sequenz die Benutzung eines Algorithmus beinhaltet.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, worin der Algorithmus umfasst: a) Definieren eines Prozesses für die IC Fabrikation; b) Definieren eines vorgegebenen Energieverbrauchsprofils für den Prozess; c) Bestimmen eines Energieverbrauchsprofils für einen Produktionslauf des Prozesses, worin das Profil das aktuelle Energieverbrauchsprofil oder das erwartete Energieverbrauchsprofil ist; d) Analysieren des Energieverbrauchsprofils aus dem Produktionslauf, um zu bestimmen, ob dieses Profil innerhalb des vorgegebenen Energieverbrauchsprofils ist; e) Ausführen des Prozesses, falls das Energieverbrauchsprofil des Produktionslaufs innerhalb des vorgegebenen Energieverbrauchsprofils ist; und f) Modifizieren des Prozesses, falls das Energieverbrauchsprofil aus dem Produktionslauf außerhalb des vorgegebenen Energieverbrauchsprofils ist.
  5. Vorrichtung zum Management elektrischer Energie in der IC Fabrikation, die eine Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen beinhaltet, wobei die Vorrichtung umfasst: a) eine Energieüberwachungsumgebung, die eingerichtet ist, um automatisch Energieverbrauchsinformationen in Bezug auf jedes der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen zu sammeln; und b) eine Berechnungsumgebung, die eingerichtet ist, um: (1) eine erste Sequenz zur Benutzung der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen zu erhalten, (2) die Energieverbrauchsinformation in die erste Sequenz einzubeziehen, (3) ein erstes Energieverbrauchsprofil für die erste Sequenz zu bestimmen und (4) eine zweite Sequenz zu entwickeln, die ein Energieverbrauchsprofil hat, welches in einem vorgegebenen Rahmen liegt.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, die zusätzlich eine Verbindung zu jedem der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen enthält, um die zweite Sequenz zur automatischen Kontrolle des IC Fabrikationssystems zu benutzen.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, worin die Berechnungsumgebung zusätzlich einen Algorithmus zur Entwicklung der zweiten Sequenz umfasst.
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